金属铝是从铝土矿提炼出来的，铝土矿是主要由‘一水硬铝石’、‘一水软铝石’或‘三水铝石’组成的矿石。

　　一水硬铝石的主要成分是AlO(OH)和结晶水氧化铝Al2O3.H2O；三水铝石的主要成分是Al(OH)3和结晶水氧化铝Al2O3•3H2O。

　　铝土矿基本都是露天矿，一般分布在上坡凹地、谷地、浅海和湖的盆地等，我国绝大部分都是一水硬铝石型铝土矿，其硅的含量较高。

　　铝土矿中所含的化学成分除氧化铝外，主要杂质是氧化硅、氧化铁和氧化钛等。此外，还含有少量或微量的钙和镁的碳酸盐、钾、钠、钒、铬、锌、磷、镓、钪、硫等元素的化合物及有机物等。其中镓在铝土矿中含量虽少，但在氧化铝生产过程中会逐渐在循环母液中积累，从而可以有效地回收，成为生产镓的主要来源。

　　工业生产氧化铝的办法有多种，主要是根据铝土矿中‘氧化铝和氧化硅之比（俗称铝硅比）’来决定的。

　　我国的铝土矿大多是一水硬铝石型铝土矿，对这类高硅含量的铝土矿，一般采用烧结法生产氧化铝，其基本原理如下：

　　将铝土矿与一定量的纯碱、 石灰 （或石灰石） 配成炉料，在高温下进行烧结；使矿土中的 氧化硅与石灰化合成为‘不溶于水的硅酸钙2CaO·SiO2’， 使矿土中的氧化铝与纯碱化合成为‘可溶于水的固体铝酸钠Na2O·Al2O3’， 而 氧 化 铁 与 纯 碱 化 合 成‘可 以 水 解 的 铁 酸 钠Na2O·Fe2O3’ ；再将烧结产物 （熟料） 用稀碱溶液浸泡，溶出时 Na2O·

　　Al2O3和 Na2O·Fe2O3，而Na2O·Fe2O3会水解释放出碱氧化铁；此时，氧化铁和硅酸钙会沉淀在‘赤泥’中；过滤出来的液体是碱性的，其中含有所需要的‘铝酸钠’； 最后用二氧化碳分解铝酸钠，得到氧化铝和碱；氧化铝用于生产金属铝，碱液又可以循环使用。

　　对于高铝含量的铝土矿，一般采用拜耳法生产氧化铝，其基本原理是利用下面化学反应，在不同的条件下反应会向不同的方向进行：

　　（1）溶出过程。在‘高温高压条件下’，用‘高浓度’NaOH浸泡，使得‘氧化铝水解物’按照上式的反应向右进行，得到‘铝酸钠溶液’，铁硅等杂质进入赤泥。

　　（2）晶种分离。对于分离净化后的‘铝酸钠溶液’，在‘添加氢氧化铝晶种’、‘降温减压’、‘不断搅拌’的条件下，上面的反应式向左进行，析出‘氢氧化铝’并得到‘碱液’；氢氧化铝用于制作氧化铝，碱液又循环利用。

　　所谓‘联合法’处理铝土矿，实际上就是把‘拜耳法’和‘烧结法’联合使用。其大致过程是，先对铝矿石用‘拜耳法’处理，再将沉积的赤泥用‘烧结法’处理。因为读者见到的是科普文章，所以不再做详细叙述。

　　如何把氧化铝转变为金属铝？都知道使用电解法。可是氧化铝不导电、很难分解、熔点在2 050 ℃，怎么电解？

　　工业生产中电解铝要用到冰晶石。冰晶石是一种矿物，化学式为Na3AlF6，又名六氟合铝酸钠或氟化铝钠，它是白色细小的结晶体，无气味；它有很多妙用，它在铝电解时可以作为助熔剂。氧化铝和冰晶石混合，加温到940 ℃～980 ℃，冰晶石分子就会氧化铝分子结合在一起并成为‘熔盐’状态；这种熔盐是导电的，于是就可以电解了。总之采用冰晶石熔盐，既降低了熔盐的液态温度，又解决了导电电解的问题。

　　阴极电解槽是炭质内衬，是用煅烧无烟煤、人造石墨、石油焦等为骨料，煤沥青等为粘结剂制成的。阳极材料不少采用耐腐蚀的‘尖晶石’，惰性的‘金属氧化物’材料。

　　用直流电去电解铝，在电解槽中，冰晶石不挥发，阴极得到金属铝；阳极放出‘二氧化碳’和少量的‘含氟气体’，其化学反应式如下：

　　目前全球原铝年产量约为2800万吨，我国的原铝年产量约为700万吨。在开始累积资金的时期，防治‘铝业生产污染’不够，现在的防污染要求是严格的。

　　无论是采用烧结法或者是拜耳法制取氧化铝，都会使用大量的‘烧碱’，虽然可以回收，但是残渣之中仍然含有碱，所以一定要严格防止‘碱污染’。

　　在制取氧化铝的过程中还产生较多的‘金属氧化物的沉淀赤泥’，应该设法回收有用的金属；同样，这些赤泥的废弃物也必须妥善堆积和利用。